Araştırmacılar, manyetik alanlar kullanarak beyindeki nöronları uzaktan kontrol etmek için cerrahi olmayan bir yöntem geliştirdiler. Bu teknik, beyin işlevine dair daha fazla anlayışa ve potansiyel olarak zihinsel bozukluklar için yeni tedavilere kapı açabilir.
Güney Kore’deki Temel Bilimler Enstitüsü (IBS) ve Yonsei Üniversitesi’nden araştırmacılar, yakın zamanda yayımlanan bir çalışmada, manyetik alanlar kullanarak beynin belirli bölgelerini uzaktan ve hassas bir şekilde hareket ettiren bir teknolojiyi test ettiler.
IBS’deki Nanomedikal Merkezi’nden, Cheon Jinwoo, “Bu, manyetik alanlar kullanarak belirli beyin bölgelerini serbestçe kontrol eden dünyanın ilk teknolojisidir. Bunun beyin fonksiyonlarını, karmaşık yapay sinir ağlarını, iki yönlü BCI [beyin-bilgisayar arayüzü] teknolojilerini ve nörolojik bozukluklar için yeni tedavileri anlamak için araştırmalarda yaygın olarak kullanılmasını bekliyoruz.” dedi.
Araştırmacıların son teknoloji ürünü Nano-MIND (Nörodinamikler için Manyetogenetik Arayüz) olarak adlandırılıyor.
Nasıl çalışıyor ve ne elde edildi?
Parkinson hastalığını tedavi etmek için kullanılan elektriksel derin beyin stimülasyonu, beyne invaziv elektrotların yerleştirilmesini gerektirirken, bu teknoloji ile kablosuz, uzaktan kontrol edilen bir teknik geliştirilmeye çalışılıyor.
Nano-MIND teknolojisi manyetik alanlara ve manyetize edilmiş nanopartiküllere dayanıyor.
Belirli nöron tipleri, yüzeylerine enjekte edilen manyetize edilmiş nanopartikülleri çeken ‘manyetoreseptörleri’ ifade edecek şekilde genetik olarak değiştiriliyor.
Nöronlar, çok düşük güçte, dışarıdan uygulanan dönen manyetik alanlara yanıt olarak minik reseptöre bağlı mıknatıslar büküldüğünde aktive oluyor.
Farelerde yapılan testte hedeflenen sonuçlar
Araştırmacılar, sosyal davranışı ve beslenmeyi düzenleyip düzenleyemeyeceklerini görmek için Nano-MIND’ı serbestçe hareket eden farelerde test ettiler.
Bir deneyde, ebeveynlik merkezi olduğu düşünülen bir bölge olan hipotalamusun medial preoptik alanındaki (mPOA) nöronlardaki inhibitör GABA reseptörlerini seçici olarak aktive ettiler.
Nöronlar anne olmayan dişi farelerde aktive edildiğinde, bakım davranışları – fare yavrularına yaklaşma ve onları geri getirme – önemli ölçüde geliştirildi ve bakım süresinde dört kattan fazla bir artış gözlemlendi.
Kontrol fareleri yavrulara ilgi göstermedi.
Beslenme alışkanlıkları değişebilir
Başka bir deneyde araştırmacılar, beslenme de dahil olmak üzere birçok fizyolojik süreci düzenlemede rol oynayan karmaşık bir beyin bölgesi olan lateral hipotalamustaki devreleri hedef aldılar.
Bu bölgedeki inhibitör nöronları aktive etmek iştahta ve beslenme davranışlarında yüzde 100 artışa neden oldu; uyarıcı nöronları aktive etmek ise iştahı ve beslenme davranışlarını yüzde 50’den fazla azalttı.
Araştırmacılar, yaptıkları deneylerin Nano-MIND teknolojisinin, beyindeki daha yüksek fonksiyonları düzenlemek için seçici bir şekilde belirli nöronları ve devreleri aktive edebildiğini, bunun da sinir biliminde ilerlemeler ve terapötik uygulamalar için potansiyelin önünü açtığını söylüyor.